फोटोवोल्टिक ऊर्जा स्रोतों के मूल सिद्धांतों का परिचय

हार्डवेयर के भाग
एक फोटोवोल्टाइक पावर सिस्टम में सोलर पैनल, स्टोरेज बैटरी, चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोलर, इन्वर्टर, एसी डिस्ट्रीब्यूशन बॉक्स, सोलर ट्रैकिंग कंट्रोल सिस्टम और अन्य महत्वपूर्ण भाग शामिल होते हैं।
कुछ उपकरण इस प्रकार कार्य करते हैं:
सौर ऊर्जा उपकरण
सूर्य या अन्य प्रकाश स्रोतों से आने वाला प्रकाश, सौर सेल को ऊर्जा ग्रहण करने और दोनों सिरों पर विषम आवेश उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करता है। इसे "प्रकाश-जनित वोल्टेज" कहा जाता है। कई लोग इस प्रभाव को प्रकाशविद्युत प्रभाव भी कहते हैं। प्रकाश को विद्युत में बदलने के लिए, सौर सेल के दोनों सिरों के बीच विद्युत-प्रेरक बल का होना आवश्यक है। इसे सौर प्रभाव कहा जाता है। सौर सेलों की सहायता से ऊर्जा को किसी अन्य ऊर्जा में परिवर्तित करना आसान होता है। सौर सेल तीन अलग-अलग प्रकार के सिलिकॉन सेलों से बने होते हैं: अनाकार सिलिकॉन सौर सेल, बहु-क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल और एक-क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल।
एक बैटरी जो बिजली संग्रहित करती है
जब सोलर सेल एरे चालू होता है, तो यूटिलिटी मॉडल उत्पादित ऊर्जा को संग्रहित कर सकता है और दिन के किसी भी समय उसे लोड को भेज सकता है। सोलर सेल को ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किफायती, टिकाऊ, अधिक डिस्चार्ज सहन करने में सक्षम, तेजी से चार्ज होने वाला और कम या नगण्य रखरखाव की आवश्यकता वाला होना चाहिए। साथ ही, उन्हें तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में काम करने में सक्षम होना चाहिए।
चार्ज और डिस्चार्ज के लिए नियंत्रण
आपकी किसी भी सहायता के बिना, यह उपकरण बैटरी को बहुत जल्दी चार्ज या डिस्चार्ज होने से रोक सकता है। बैटरी कितनी बार और कितनी गहराई तक डिस्चार्ज होती है, यह निर्धारित करता है कि वह कितने समय तक चलेगी। इसीलिए एक चार्ज और डिस्चार्ज मॉनिटर का होना बहुत महत्वपूर्ण है जो बैटरी को बहुत अधिक या बहुत कम पावर मिलने से बचा सके।
AC, DC का विपरीत होता है, और एक जनरेटर DC को AC में परिवर्तित करता है।
एक ऐसा उपकरण जो प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है। लोड एसी है, लेकिन सौर सेल और बैटरी डीसी हैं, इसलिए एक स्विच की आवश्यकता होती है। इनके कार्य करने के तरीके के आधार पर, इन्वर्टर को दो समूहों में बांटा जा सकता है: एक सौर इन्वर्टर जो स्वतंत्र रूप से काम करता है और दूसरा जो पावर ग्रिड से जुड़ा होता है। यदि आप केवल सौर सेल का उपयोग करके बिजली बनाते हैं, तो आप एक स्टैंड-अलोन जनरेटर से अलग लोड को बिजली दे सकते हैं। पावर ग्रिड से जुड़ा सौर ट्रांसफार्मर ही सौर ऊर्जा प्रणाली को ग्रिड के साथ काम करने में सक्षम बनाता है। इन्वर्टर दो अलग-अलग प्रकार के होते हैं: साइन वेव इन्वर्टर और स्क्वायर वेव इन्वर्टर। स्क्वायर-वेव कनवर्टर सर्किट बनाना सरल और सस्ता है, लेकिन इसमें हार्मोनिक घटक अधिक होता है। इसका उपयोग आमतौर पर कुछ सौ वाट या उससे कम की हार्मोनिक आवश्यकताओं के लिए किया जाता है। साइन वेव इन्वर्टर महंगे होते हैं, लेकिन वे कई अलग-अलग कार्यों को पूरा कर सकते हैं।
एक ऐसा उपकरण जो सौर ट्रैकिंग को नियंत्रित करता है
सूर्य के उदय और अस्त होने के साथ-साथ वसंत, ग्रीष्म, पतझड़ और शीत ऋतु में सूर्य के प्रकाश का कोण पूरे वर्ष बदलता रहता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि सौर प्रणालियाँ एक निश्चित स्थान पर स्थित होती हैं। सर्वोत्तम कार्य करने के लिए, सौर सेल हमेशा सूर्य की ओर उन्मुख होने चाहिए। वर्तमान में, सूर्य ट्रैकिंग उपकरण को वर्ष के विभिन्न समयों पर सूर्य के कोण का पता लगाने के लिए देशांतर और अक्षांश का उपयोग करना पड़ता है। पीएलसी, माइक्रोकंट्रोलर या कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर वर्ष भर सूर्य की स्थिति को ट्रैक करते रहते हैं। यह ट्रैकिंग प्राप्त करने के लिए सूर्य की स्थिति की गणना करके किया जाता है। इसमें कंप्यूटर डेटा सिद्धांत का उपयोग किया जाता है, और इसके लिए पृथ्वी के देशांतर और अक्षांश डेटा और सेटिंग्स की आवश्यकता होती है। एक बार स्थापित हो जाने के बाद, इसे स्थानांतरित करना या अलग करना आसान नहीं होता; डेटा और मापदंडों को हर बार रीसेट करना पड़ता है। इसके सिद्धांत, सर्किट, तकनीक और उपकरण जटिल हैं, और गैर-पेशेवर लोग इन्हें आसानी से बदल नहीं सकते। स्मार्ट सौर ट्रैकर्स को तेज कारों और ट्रेनों के साथ-साथ जहाजों, नौसेनाओं, संचार आपातकालीन वाहनों और विशेष युद्धक वाहनों पर भी लगाया जा सकता है। स्मार्ट सन ट्रैकर यह सुनिश्चित कर सकता है कि सिस्टम सूर्य के साथ सही दिशा में बना रहे, चाहे वह कहीं भी जाए या किसी भी तरह से घूमे।

सौर ऊर्जा से आप क्या कर सकते हैं
सेमीकंडक्टर की परस्पर क्रिया के फोटोवोल्टिक प्रभाव पर आधारित फोटोवोल्टिक (पीवी) विद्युत उत्पादन का मूल सिद्धांत प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करना है। सौर सेल इसका सबसे महत्वपूर्ण भाग है। सौर सेलों को एक पंक्ति में रखकर और उन्हें सुरक्षित करके बड़े क्षेत्रफल वाले सौर मॉड्यूल बनाए जा सकते हैं। इन मॉड्यूल को पावर कंट्रोलर और अन्य भागों के साथ जोड़कर एक फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन उपकरण बनाया जा सकता है। पीवी बेहतर है क्योंकि सूर्य सर्वत्र चमकता है और इसका उपयोग अधिक स्थानों पर किया जा सकता है। पीवी प्रणाली के अन्य लाभ यह हैं कि यह सुरक्षित और विश्वसनीय है, शोर या प्रदूषण नहीं करती, ईंधन का उपयोग नहीं करती, और केबल लाइनें साइट पर ही बिछाई जा सकती हैं, जिससे निर्माण प्रक्रिया में तेजी आती है। फोटोवोल्टिक विद्युत, फोटोवोल्टिक प्रभाव के सिद्धांत पर आधारित है, जिसमें सौर सेलों का उपयोग सूर्य के प्रकाश को सीधे बिजली में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। एक फोटोवोल्टिक विद्युत प्रणाली मुख्य रूप से सौर पैनलों (जिन्हें मॉड्यूल भी कहा जाता है), कंट्रोलर और इनवर्टर से बनी होती है। इसका उपयोग स्वतंत्र रूप से या पावर ग्रिड से जोड़कर किया जा सकता है। क्योंकि इनमें से अधिकांश भाग विद्युतीय होते हैं, यांत्रिक नहीं, इसलिए सौर ऊर्जा उपकरण बहुत अच्छी तरह से निर्मित, विश्वसनीय, टिकाऊ और स्थापित करने तथा रखरखाव में सरल होते हैं। फोटोवोल्टिक तकनीक का उपयोग अंतरिक्ष यानों से लेकर घरों तक, खेलों से लेकर मेगावाट-स्तरीय विद्युत संयंत्रों तक, और भी बहुत कुछ के लिए किया जा सकता है।

सौर सेल, जो मोनो-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन, पॉली-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन, अमोर्फस सिलिकॉन और थिन फिल्म सेल जैसी वेफर्स में उपलब्ध होते हैं, सौर फोटोवोल्टिक के सबसे बुनियादी हिस्से हैं। फिलहाल, सिंगल क्रिस्टल और पॉली-क्रिस्टल बैटरी छोटे सिस्टम और कंप्यूटर बैकअप पावर के लिए सबसे लोकप्रिय अमोर्फस बैटरी हैं।